012-F1A断层对厂区地表沉降作用分析

第15卷第2期(总第93期)

2010年4月

煤　矿　开　采CoalminingTechnologyVo1.15No.2(SeriesNo.93)

April　2010

F1A断层对厂区地表沉降作用分析

孙岐发

1,2

(1.煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013;2.抚顺发电有限责任公司,辽宁抚顺113008)

[摘　要]　抚顺发电有限责任公司厂区内横贯一条走向东西、倾向北西的逆断层———F断层,1A

受抚顺西露天矿持续采剥且深度不断增加的影响,厂区地基变形逐年增加。建立厂区沉降观测站,通过对观测数据的分析,确定了F断层移动机理和对变形的阻断作用。利用F断层的阻断作用,对1A1AF断层进行科学地灾害治理,使F断层上盘的变形明显减小。1A1A

[关键词]　数据分析;断层作用;变形监测

[中图分类号]TD325.4　　[文献标识码]B　　[文章编号]1006-6225(2010)02-0044-02

AnalysisofFault'sEffectonSurfaceSubsidenceofFactoryArea1AF

1　厂区地理位置及地质概况

抚顺发电厂位于抚顺市中部新抚区,东西长990m,南北宽540m,南与西露天矿北帮边坡的最

近距离为180m,地面标高78m左右。

本区域位于特殊的地质构造区,大量的研究(自1995年起)和观测数据表明,尽管区域变形的起因是露天矿的开采,但移动与变形制约于特殊的地质构造。F1断层在西露天矿坑北帮边缘,走向80°,倾向北西,倾角47～52°,下盘为第三系煤系地层,断层破碎带宽度20～30m,有断层泥及断层角砾岩等。F逆断层)在F1A断层(1断层以北,走向80～85°,倾向北西,倾角52～75°,有较宽的挤压破碎带,地质结构疏松,可导水,沿东西方向横穿发电厂厂区(如图1所示)。

强烈影响,岩体受剪切和挤压严重,破碎、裂隙发育。

F断层以北是太古界结晶基底,以混合花岗1A

岩和混合岩为主体,并夹有大小不等的斜长角闪

岩、变粒岩、浅粒岩残留体,基岩面大致呈北高南低。基岩上方覆盖有第四系地层,厚度13～15m,底部为砾石层,中、上部为粗砂、细砂、砂质黏土,最上部为人工填土。2　监测网的布设及线路选取

为掌握抚顺发电厂厂区的变形特征,自1997年起就在厂区布置了变形监测网,并根据变形发展进行了逐步完善,形成一套完善的监测网络。通过监测积累的大量数据,为研究F1A断层的作用提供了可靠的资料。这里选取3条与F1A断层走向相垂直的观测线数据来分析研究F断层在厂区移动变1A形中的作用。监测线同断层带关系如图1所示。3　断层作用分析

3条测线的逐年沉降变形曲线如图2～图4,由3条测线的沉降数据可以发现,F断层以南的1A各个点位沉降值要明显大于F断层以北各个点位1A的沉降值;F断层上点位的沉降值要明显大于断1A层附近各点;F断层以北各点的沉降值明显减小,1A

图1　监测线同断层带关系

由于F1和F1A断层倾角的大小不同,在F1和F断层间形成狭长的“倒三棱”体,“倒三棱”1A

体地带主要为中生界白垩系龙凤坎组地层,在F1断层和F断层作用下,地层产状和岩体结构受到1A

[收稿日期]2009-04-01

离开断层越远沉降值就越小。

3.1　F断层的破坏作用1A

从A线、B线和C线的变形折线图可以看出,A线在F断层上的A5号监测点沉降值最大,B线1A在F断层上的B4号监测点沉降值最大,C线在1A

[作者简介]孙岐发(1966-),男,内蒙古赤峰人,高级工程师,从事变形观测及地质灾害防治工作。

44孙岐发:F断层对厂区地表沉降作用分析1A

2010年第2期

图2　A监测线逐年沉降曲线

图3　B监测线逐年沉降曲线

图4　C监测线逐年沉降曲线

F1A断层上的C4,C5号监测点沉降值最大。相应地坐落在F1A断层上的建(构)筑物都出现不同程度的破坏,破坏严重的已经失去使用功能,说明断层的存在加剧了地表沉降与变形。3.2　F1A

断层的导水作用由于F1和F1A

断层间“倒三棱”体受西露天矿深采的影响产生倾倒变形,使F1A断层有被拉张的条件,形成一个相对松散的空间,使地下水有了赋存条件,加之断层上岩性强度降低,从而形成了贯通性比较好、具有很好导水性的地下水通道。同时,由于地下水的动力作用,将断层内的断层物质搬运走,会使这个空间不断加大,增加了断层的导

水作用,更增加了断层的破坏性。

3.3　F1A

断层的阻断作用F1和F1A

断层间“倒三棱”体的倾倒变形使F1A断层两侧的变形出现不连续性。由于F1A断层的存在,使得F1A断层上盘的变形滞后,“倒三棱”体发生倾倒变形后,F1A断层的上盘在F1A断层处形成一个新的临空面,F1A断层上盘的岩土体重新向F1A

断层方向发生蠕动变形,产生新的变形区,这一点在图2～图4的折线图中可以明显看出,断层

下盘的沉降值大于断层上盘的沉降值,在断层上盘越靠近F1A断层沉降值越大,越远离F1A断层沉降值越小。A线上靠近A5点的A4,A3点沉降较大,远离A5点的A2,A1点沉降值较小;B线上靠近B4点的B3点沉降值较大,远离B4点的B1,B2点沉降值较小;C线上靠近C4点的C3沉降值较大,远离C4点的C1,C2点沉降值较小。因此,F1A

断层对移动变形起到了阻断作用。4　针对性的地质灾害治理措施

断层既有破坏作用、导水作用又有阻断作用。破坏作用和导水作用加大地表建(构)筑物破坏;断层的阻断作用使得断层上盘变形滞后于下盘。

由于抚顺发电厂所处的特殊地质条件和西露天矿不断开采,厂区移动和变形将不断加剧。为减少厂区移动和变形,利用断层的阻断作用在地质灾害防治中通过高压注浆等方法,将受开采移动影响而松散的断层填实,在断层中形成一个“断层楔”,减小断层上盘变形,同时阻止了断层的导水。5　结束语

经过多年的沉降变形监测,得出了F1A

断层对厂区沉降特征———厂区的沉降与变形受特殊地质构造的制约。充分利用地质构造的作用,针对性地进行注浆加固治理,有效地减少厂区沉降变形。

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[责任编辑:徐乃忠]

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